HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Einheit, eine optische Vorrichtung, die dieselbe verwendet, eine Lichtquellenvorrichtung und eine Projektionsanzeigevorrichtung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Lichtquellenvorrichtung unter Verwendung einer festen Lichtquelle wie z. B. einem Halbleiterlaser als einer Lichtquelle.The present invention relates to an optical unit, an optical device using the same, a light source device, and a projection display device. More particularly, the present invention relates to a light source device using a solid light source such as a light source. B. a semiconductor laser as a light source.
Beschreibung des Stands der TechnikDescription of the Related Art
In den letzten Jahren, wurde ein Projektor entwickelt, der einen Fluoreszenzkörper mit Lichtflüssen bestrahlt, die von Hochleistungslaserdioden (LD) als Anregungslicht emittiert werden, und der wellenlängenumgewandeltes Fluoreszenzlicht verwendet.In recent years, a projector has been developed which irradiates a fluorescent body with light fluxes emitted from high-power laser diodes (LD) as exciting light and uses wavelength-converted fluorescent light.
Es wird angenommen, dass mehrere LDs angeordnet sind und verwendet werden, um eine hohe Lumineszenz in einem Projektor zu realisieren. Jedoch wird die Lichtausgabe der LDs bei einer höheren Temperatur reduziert, und deswegen wird die Lichtausgabe der LDs reduziert, wenn die LDs, wenn die LDs dicht angeordnet werden, um einer Verkleinerung des Projektors Priorität zu geben, einander Wärme abgeben, was eine Helligkeit eines projizierten Bildes verschlechtert.It is believed that multiple LDs are arranged and used to realize high luminescence in a projector. However, the light output of the LDs is reduced at a higher temperature, and therefore the light output of the LDs is reduced when the LDs, when the LDs are densely arranged to prioritize downsizing of the projector, give each other heat, which is a brightness of a projected one Image deteriorates.
Aus diesem Grund ist es nötig, dass die LDs mit größeren Abständen angeordnet werden, sodass der gegenseitige Heizeffekt so weit wie möglich reduziert ist. Wenn jedoch die Anordnungsabstände größer werden, werden die von der Gruppe der LDs ausgehenden Lichtflüsse dicker und eine Größer eines nachfolgenden optischen Elements wird auch vergrößert, was in Bezug auf Kosten und Gewicht nicht wünschenswert ist.For this reason, it is necessary to arrange the LDs at longer intervals, so that the mutual heating effect is reduced as much as possible. However, as the arrangement pitches become larger, the light fluxes emanating from the group of LDs become thicker and a size of a subsequent optical element is also increased, which is undesirable in terms of cost and weight.
Im Hinblick auf das obige Problem wird eine Technik in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2011-65770 und der US Patentoffenlegungsanmeldung Nr. 2014/0111775 beschrieben, um Lichtflüsse, die von einer Gruppe von LDs ausgehen, so dünn wie möglich zu machen.In view of the above problem, a technique in the Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2011-65770 and US Patent Application Publication No. 2014/0111775 for making light fluxes emanating from a group of LDs as thin as possible.
Die japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2011-65770 diskutiert eine Technik, bei der eine Vielzahl von planaren Spiegeln in einer Ausbreitungsrichtung von Lichtflüssen von einer Vielzahl von LDs bereitgestellt sind, und der Winkel von jedem der planaren Spiegel ist so angepasst, dass er das Licht auf einen fluoreszierenden Körper kondensiert.The Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-65770 discusses a technique in which a plurality of planar mirrors are provided in a direction of propagation of light fluxes from a plurality of LDs, and the angle of each of the planar mirrors is adapted to condense the light onto a fluorescent body.
US Patentoffenlegungsanmeldung Nr. 2014/0111775 diskutiert eine Technik, bei der ein paraboloider Spiegel in einer Ausbreitungsrichtung von Lichtflüssen von einer Vielzahl von LDs bereitgestellt ist, und die Lichtflüsse von dem paraboloiden Spiegel werden auf einen Spiegel reflektiert, sodass sie auf einem fluoreszierenden Körper kondensiert werden.US Patent Application Publication No. 2014/0111775 discusses a technique in which a paraboloidal mirror is provided in a propagation direction of light fluxes from a plurality of LDs, and the light fluxes from the paraboloidal mirror are reflected onto a mirror so that they are condensed on a fluorescent body ,
Durch Anwenden der in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2011-65770 und US Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2014/0111775 diskutierten Techniken kann ein Anwachsen in einer Größe des optischen Elements verhindert werden.By applying in the Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-65770 and US Patent Application Publication No. 2014/0111775, an increase in size of the optical element can be prevented.
Jedoch sind in der in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2011-65770 beschriebenen Struktur die reflektierenden Oberflächen der Spiegel planar, und dadurch ist es schwierig, parallele Lichtflüsse, die auf den Spiegeln reflektiert werden, auf ein kleines Gebiet auf dem fluoreszierenden Körper zu kondensieren.However, in the in the Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-65770 described structure, the reflecting surfaces of the mirror planar, and thereby it is difficult to condense parallel light fluxes which are reflected on the mirrors to a small area on the fluorescent body.
Wenn ein Kondensationspunkt auf dem fluoreszierenden Körper groß ist, verringert sich eine Parallelität von Licht, wenn das Licht auf das nachfolgende optische System einfällt, und eine Lichtausnutzungseffizienz kann verschlechtert werden.When a condensation point on the fluorescent body is large, parallelism of light decreases as the light is incident on the subsequent optical system, and light utilization efficiency can be degraded.
Auf der anderen Seite werden in der in der US Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2014/0111775 beschriebenen Struktur konvergente Lichtflüsse von einem paraboloiden Spiegel auf eine kleine Fläche auf dem fluoreszierenden Körper kondensiert, weil der paraboloide Spiegel verwendet wird, was die Verschlechterung in einer Lichtausnutzungseffizienz verhindert.On the other hand, in the structure described in US Patent Application Publication No. 2014/0111775, convergent light fluxes from a paraboloidal mirror are condensed on a small area on the fluorescent body because the paraboloidal mirror is used, preventing the deterioration in light utilization efficiency.
Jedoch wird in der in der US Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2014/0111775 beschriebenen Struktur der paraboloide Spiegel größer in einer Fläche und tiefer, wenn die Anzahl an LDs wächst, um eine höhere Luminanz zu erhalten, was die Größe der Lichtquellenvorrichtung vergrößern kann.However, in the structure described in US Patent Application Publication No. 2014/0111775, the paraboloidal mirror becomes larger in area and lower as the number of LDs grows to obtain higher luminance, which can increase the size of the light source device.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung ist auf eine optische Vorrichtung, die in der Lage ist, eine Abnahme in einer Lichtausnutzungseffizienz zu reduzieren und eine kleinere Lichtquellenvorrichtung zu erreichen, eine Lichtquellenvorrichtung, die dieselbe verwendet, und eine Projektionsanzeigevorrichtung gerichtet.The present invention is directed to an optical device capable of reducing a decrease in a light utilization efficiency and achieving a smaller light source device, a light source device using the same, and a projection display device.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine optische Einheit eine Vielzahl von reflektierenden Oberflächen, die konfiguriert sind, Lichtflüsse von einer Vielzahl von Lichtquellen zu reflektieren und die Lichtflüsse zu einer Linseneinheit zu führen, wobei die reflektierenden Oberflächen so konfiguriert sind, dass die Lichtflüsse, die auf den reflektierenden Oberflächen reflektiert werden, eine Vielzahl von konvergenten Lichtflüssen sind, und ein Abstand zwischen jedem der konvergenten Lichtflüsse kürzer wird, wenn die konvergenten Lichtflüsse sich weiter weg von den reflektierenden Oberflächen ausbreiten, wobei die reflektierenden Oberflächen eine Vielzahl von konkaven Spiegeln sind, jeder der konkaven Spiegel ein Teil einer verschiedenen einer Vielzahl von konkaven Oberflächen ist, die eine voneinander verschiedene Form haben, und je weiter ein konkaver Spiegel aus den konkaven Spiegeln von der Linseneinheit weg positioniert ist, desto länger wird eine Brennweite des konkaven Spiegels.According to one aspect of the present invention, an optical unit includes a plurality of reflective surfaces configured to reflect light fluxes from a plurality of light sources and guide the light fluxes to a lens unit, wherein the reflective surfaces are configured such that the light fluxes, the light fluxes on the reflective surfaces, are a plurality of convergent light fluxes, and a distance between each of the convergent light fluxes becomes shorter as the convergent light flux propagates further away from the reflective surfaces, the reflective surfaces being a plurality of concave mirrors, each of the concave mirrors Mirror is a part of a plurality of a plurality of concave surfaces having a mutually different shape, and the further a concave mirror from the concave mirrors is positioned away from the lens unit, the longer becomes a focal length of the concave mirror.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen offenbar.Further features of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the attached drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist ein erklärendes Diagramm, das die Struktur einer Projektionsanzeigevorrichtung illustriert, bei der eine optische Vorrichtung und eine Lichtquellenvorrichtung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung montiert sind. 1 Fig. 10 is an explanatory diagram illustrating the structure of a projection display device in which an optical device and a light source device according to an exemplary embodiment of the present invention are mounted.
2A und 2B sind beispielhafte Diagramme, die die Struktur der Lichtquellenvorrichtung gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustrieren. 2A and 2 B 10 are exemplary diagrams illustrating the structure of the light source device according to the exemplary embodiment of the present invention.
3A, 3B und 3C sind beispielhafte Diagramme einer Paraboloidspiegelanordnung gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3A . 3B and 3C 10 are exemplary diagrams of a paraboloid mirror assembly according to the exemplary embodiment of the present invention.
4 ist ein Bilddiagramm der Paraboloidspiegelanordnung gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 FIG. 10 is an image diagram of the paraboloid mirror assembly according to the exemplary embodiment of the present invention. FIG.
5 ist ein erklärendes Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Brennpunkt der Paraboloidspiegelanordnung en und einem Brennpunkt einer konkaven Linse gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. 5 FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a focal point of the paraboloid mirror assembly 16 and a focal point of a concave lens according to the exemplary embodiment of the present invention. FIG.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird unten mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Formen oder relativen Anordnungen der in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel beschriebenen Komponenten sollen wie benötigt basierend auf einer Struktur einer Vorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, oder verschiedenen anderen Bedingungen geändert werden. Das heißt, die Formen oder relativen Anordnungen der Komponenten sind nicht definiert, um den Bereich der vorliegenden Erfindung innerhalb des folgenden beispielhaften Ausführungsbeispiels einzuschränken.An exemplary embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The shapes or relative arrangements of the components described in the exemplary embodiment should be changed as needed based on a structure of an apparatus to which the present invention is applied, or various other conditions. That is, the shapes or relative locations of the components are not defined to limit the scope of the present invention within the following exemplary embodiment.
[Struktur der Projektionsanzeigevorrichtung][Structure of the projection display device]
Die Struktur eines Projektors 1000, bei dem eine optische Vorrichtung gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung montiert ist, wird zunächst mit Bezug auf 1 beschrieben.The structure of a projector 1000 In which an optical device according to the exemplary embodiment of the present invention is mounted, will first be described with reference to FIG 1 described.
Der Projektor (Projektionsanzeigevorrichtung) 1000 enthält eine Lichtquellenvorrichtung 100, ein optisches Beleuchtungssystem 200, ein Farbtrenn-Kombinationssystem 300 und eine Projektionslinse 400. Mit dieser Struktur kann der Projektor 1000 ein Bild auf einen Schirm 500 projizieren.The projector (projection display device) 1000 contains a light source device 100 , an optical lighting system 200 , a color separation combination system 300 and a projection lens 400 , With this structure, the projector can 1000 a picture on a screen 500 project.
Die Lichtquellenvorrichtung 100 enthält eine Vielzahl von Laserdioden 1 (LDs) als eine Lichtquelle, eine Vielzahl von Kollimatorlinsen (positiven Linsen) 2, auf die eine Vielzahl von den LDs 1 emittierten Lichtflüssen einfällt, und eine optische Vorrichtung 10. Die Lichtquellenvorrichtung 100 enthält ferner einen dichroitischen Spiegel 12, eine Kondensorlinseneinheit 20 und einen fluoreszierenden Körper (Wellenlängenumwandlungseinrichtung) 13.The light source device 100 contains a variety of laser diodes 1 (LDs) as a light source, a variety of collimator lenses (positive lenses) 2 on which a lot of the LDs 1 emitted light fluxes, and an optical device 10 , The light source device 100 also contains a dichroic mirror 12 , a condenser lens unit 20 and a fluorescent body (wavelength conversion device) 13 ,
Die Lichtquellenvorrichtung 100 enthält ferner einen Motor (Antriebseinheit) 14, der konfiguriert ist, den fluoreszierenden Körper 13 zu drehen, und eine Basis 15, die konfiguriert ist, den Motor 14 zu stützen.The light source device 100 also includes a motor (drive unit) 14 which is configured to the fluorescent body 13 to turn, and a base 15 that is configured to the engine 14 to support.
Die LDs 1 emittieren blaues Licht und die Kollimatorlinsen 2 wandeln divergente Lichtflüsse, die von den LDs 1 emittiert werden, in parallele Lichtflüsse um. 1 illustriert nur einige der LDs 1 und der Kollimatorlinsen 2, die in 2A bis 5 illustriert sind, wie unten beschrieben.The LDs 1 emit blue light and the collimator lenses 2 convert divergent light fluxes from the LDs 1 be emitted, in parallel light fluxes. 1 illustrates only some of the LDs 1 and the collimator lenses 2 , in the 2A to 5 are illustrated as described below.
Der fluoreszierende Körper 13 konvertiert einen Teil der aus der optischen Vorrichtung 10 transmittierten Lichtflüsse in Fluoreszenzlicht (umgewandeltes Licht) mit einer Wellenlänge, die verschieden von einer Wellenlänge der Lichtflüsse ist, die von der optischen Vorrichtung 10 transmittiert werden. Ferner emittiert der fluoreszierende Körper 13 das Fluoreszenzlicht und nicht-umgewandeltes Licht, das dieselbe Wellenlänge wie die der Lichtflüsse hat, die aus der optischen Vorrichtung 10 transmittiert werden.The fluorescent body 13 converts a part of the optical device 10 transmitted light fluxes into fluorescent light (converted light) having a wavelength which is different from a wavelength of the light fluxes emitted by the optical device 10 be transmitted. Furthermore, the fluorescent body emits 13 the fluorescent light and unconverted light having the same wavelength as that of the light fluxes emitted from the optical device 10 be transmitted.
Das Fluoreszenzlicht enthält grüne und rote Lichtflüsse und nicht-konvertiertes Licht ist ein blauer Lichtfluss gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel.The fluorescent light contains green and red light fluxes, and unconverted light is a blue light flux according to the present exemplary embodiment.
Der dichroitische Spiegel 12 reflektiert den blauen Lichtfluss, der durch die optische Vorrichtung in einen dünnen parallelen Lichtfluss komprimiert wurde, und führt den blauen Lichtfluss zu dem fluoreszierenden Körper 13 über die Kondensorlinseneinheit 20. The dichroic mirror 12 reflects the blue flux of light that has been compressed by the optical device into a thin parallel flux of light, and guides the blue flux of light to the fluorescent body 13 over the condenser lens unit 20 ,
Gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält die Kondensorlinseneinheit 20 drei Kondensorlinsen, nämlich 20A, 20B und 20C.According to the exemplary embodiment of the present invention, the condenser lens unit includes 20 three condenser lenses, namely 20A . 20B and 20C ,
Ferner reflektiert der dichroitische Spiegel 12 das nicht-konvertierte Licht aus dem Fluoreszenzlicht und das nicht-konvertierte Licht, das sich aus dem fluoreszierenden Körper 13 über die Kondensorlinseneinheit 20 ausbreitet. Auf der anderen Seite geht das fluoreszierende Licht durch den dichroitischen Spiegel 12 und wird zu dem optischen Beleuchtungssystem 200 geführt, das unten beschrieben wird. Ferner wird von dem nicht-konvertierten Licht aus dem fluoreszierenden Körper 13, das nicht-konvertierte Licht, das nicht auf den dichroitischen Spiegel 12 fällt, zu dem optischen Beleuchtungssystem 200 geführt, das unten beschrieben wird.Furthermore, the dichroic mirror reflects 12 the unconverted light from the fluorescent light and the unconverted light resulting from the fluorescent body 13 over the condenser lens unit 20 spreads. On the other hand, the fluorescent light goes through the dichroic mirror 12 and becomes the illumination optical system 200 led, which is described below. Further, of the unconverted light, the fluorescent body becomes 13 , the unconverted light that is not on the dichroic mirror 12 falls, to the illumination optical system 200 led, which is described below.
Auf diese Weise kann gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel das blaue nicht-konvertierte Licht und das Fluoreszenzlicht mit dem grünen und dem roten Lichtfluss zu dem optischen Beleuchtungssystem 200 geführt werden.In this way, according to the present exemplary embodiment, the blue unconverted light and the fluorescent light having the green and the red light flux can be supplied to the illumination optical system 200 be guided.
Die optische Vorrichtung 10 wird in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, und eine Struktur davon ist wie folgt:
Das optische Beleuchtungssystem 200 führt Lichtflüsse, die von der Lichtquellenvorrichtung 100 emittiert werden, zu dem Farbtrenn-Kombinationssystem 300, das unten beschrieben wird.The optical device 10 is described in the exemplary embodiment of the present invention, and a structure thereof is as follows:
The optical lighting system 200 guides light fluxes coming from the light source device 100 are emitted to the color separation combination system 300 which is described below.
Die aus der Lichtquellenvorrichtung 100 austretenden Lichtflüsse werden durch eine erste Fliegenaugenlinse 41 und eine zweite Fliegenaugenlinse 42 geteilt. Ferner werden die aus der Lichtquellenvorrichtung 100 austretenden Lichtflüsse in S-polarisiertes Licht durch eine Polarisationsumwandlungseinrichtung 43 umgewandelt. Das S-polarisierte Licht ist ein Lichtfluss, der in der vertikalen Richtung senkrecht zu dem Blatt linear polarisiert ist.The from the light source device 100 Exiting light flows are through a first fly eye lens 41 and a second fly eye lens 42 divided. Further, those from the light source device 100 emanating light fluxes into S-polarized light by a polarization conversion device 43 transformed. The S-polarized light is a luminous flux that is linearly polarized in the vertical direction perpendicular to the sheet.
Eine Kondensorlinseneinheit 44 kondensiert die Lichtflüsse, die aus der Polarisationsumwandlungseinrichtung 43 austreten, auf solch eine Weise, dass die Flüssigkristallplatten 58 (58R, 58G und 58B), die unten beschrieben werden, in einer überlappenden Weise beleuchtet werden.A condenser lens unit 44 condenses the light fluxes from the polarization conversion device 43 leak out, in such a way that the liquid crystal panels 58 ( 58R . 58G and 58B ), which are described below, are illuminated in an overlapping manner.
Zusätzlich enthält die Kondensorlinseneinheit 44 gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung drei Kondensorlinsen, nämlich 44A, 44B und 44C.In addition, the condenser lens unit contains 44 According to the exemplary embodiment of the present invention, three condenser lenses, namely 44A . 44B and 44C ,
Das Farbtrenn-Kombinationssystem 300 trennt den Lichtfluss von dem optischen Beleuchtungssystem 200 nach der Wellenlänge, kombiniert Bildlicht, das auf dem Schirm anzuzeigen ist, und leitet das Bildlicht an die unten beschriebene Projektionslinse 400.The color separation combination system 300 separates the light flux from the illumination optical system 200 after the wavelength, combines image light to be displayed on the screen and passes the image light to the projection lens described below 400 ,
Ein dichroitischer Spiegel 50 hat eine Eigenschaft, dass er rotes Licht (R-Licht) und blaues Licht (B-Licht) reflektiert und grünes Licht (G-Licht) transmittiert. Das R-Licht und B-Licht, die auf dem dichroitischen Spiegel 50 reflektiert werden, fallen auf eine wellenlängenselektive Phasenplatte 54. Die wellenlängenselektive Phasenplatte 54 hat eine eigene Eigenschaft, dass sie eine Phasendifferenz entsprechend einer halben Wellenlänge dem B-Licht gibt, und keine Phasendifferenz dem R-Licht gibt. Entsprechend wechselt das auf die wellenlängenselektive Phasenplatte 54 einfallende B-Licht in P-polarisiertes Licht und das R-Licht wechselt in S-polarisiertes Licht, die beide auf einen Polarisationsstrahlteiler (PBS) 53 fallen, der unten beschrieben wird. Das P-polarisierte Licht ist ein Lichtfluss, der linear in der horizontalen Richtung des Blatts polarisiert ist.A dichroic mirror 50 has a characteristic that it reflects red light (R light) and blue light (B light) and transmits green light (G light). The R-light and B-light on the dichroic mirror 50 be reflected fall on a wavelength selective phase plate 54 , The wavelength-selective phase plate 54 has its own property of giving a phase difference corresponding to half a wavelength to the B light and giving no phase difference to the R light. Accordingly, this changes to the wavelength-selective phase plate 54 incident B light into P polarized light and the R light changes to S polarized light, both onto a polarization beam splitter (PBS) 53 fall, which is described below. The P-polarized light is a luminous flux that is linearly polarized in the horizontal direction of the sheet.
Der PBS 53 hat eine Eigenschaft, dass er das P-polarisierte Licht transmittiert und das S-polarisierte Licht reflektiert. Dadurch transmittiert das B-Licht durch den PBS 53 und fällt auf die Flüssigkristallplatte 58B. Das R-Licht wird auf dem PBS 53 reflektiert und fällt auf die Flüssigkristallplatte 58R.The PBS 53 has a property of transmitting the P-polarized light and reflecting the S-polarized light. As a result, the B light transmits through the PBS 53 and falls on the liquid crystal panel 58B , The R-light is on the PBS 53 reflects and falls on the liquid crystal panel 58R ,
Auf der anderen Seite geht das durch den dichroitischen Spiegel 50 transmittierte G-Licht durch ein Dummy-Glas 56, das konfiguriert ist, eine optische Pfadlänge anzupassen, und fällt dann auf einen PBS 51. Der PBS 51 hat eine Eigenschaft, dass er das P-polarisierte Licht transmittiert und das S-polarisierte Licht reflektiert, und dadurch wird das G-Licht durch den PBS 51 reflektiert und fällt auf die Flüssigkristallplatte 58G.On the other side, that's through the dichroic mirror 50 transmitted G-light through a dummy glass 56 , which is configured to adjust an optical path length, and then falls on a PBS 51 , The PBS 51 has a property that it transmits the P-polarized light and reflects the S-polarized light, and thereby the G-light becomes through the PBS 51 reflects and falls on the liquid crystal panel 58G ,
Oben wurde eine Weise beschrieben, auf die die von der Lichtquellenvorrichtung 100 emittierten Lichtflüsse auf die Flüssigkristallplatten 58 einfallen. Unten wird eine Weise beschrieben, auf die das Bildlicht die Flüssigkristallplatten 58 verlässt und ein Bild auf dem Bildschirm 500 projiziert wird. Das Bildlicht ist ein Lichtfluss zum Anzeigen eines Bildes, das auf den Schirm 500 zu projizieren ist.Above, a way has been described to which the light source device 100 emitted light fluxes on the liquid crystal panels 58 come to mind. Below is described a way in which the image light is the liquid crystal panels 58 leaves and a picture on the screen 500 is projected. The picture light is a luminous flux for displaying an image on the screen 500 to project.
Einem Lichtfluss, der auf eine jeweilige der Flüssigkristallplatten (Lichtmodulationseinrichtungen) 58 fällt, wird eine Phasendifferenz gegeben, sodass der Lichtfluss eine gewünschte Polarisationsrichtung gemäß dem Modulationszustand eines Pixels hat, der auf den Flüssigkristallplatten 58 angeordnet ist. Unter den Lichtflüssen, denen eine Phasendifferenz gegeben wird, kehrt eine Komponente, die die gleiche Polarisationsrichtung wie der von der Lichtquellenvorrichtung 100 emittierte Lichtfluss zeigt, zu Seite der der Lichtquellenvorrichtung 100 zurück und wird von dem Bildlicht ausgeschlossen. Auf der anderen Seite wird eine Komponente, die eine Polarisationsrichtung zeigt, die um 90 Grad von dem Lichtfluss verschieden ist, der von der Lichtquellenvorrichtung 100 emittiert wird, zu einem Kombinationsprisma 32 geführt.A light flux directed to a respective one of the liquid crystal panels (light modulation devices) 58 falls, a phase difference is given so that the light flux has a desired polarization direction according to the state of modulation of a pixel formed on the liquid crystal panels 58 is arranged. Among the light fluxes to which a phase difference is given, a component which has the same polarization direction as that of the light source device returns 100 emitted light flux points to the side of the light source device 100 back and is excluded from the picture light. On the other hand, a component showing a polarization direction different from the light flux by 90 degrees that of the light source device becomes 100 is emitted to a combination prism 32 guided.
Wenn das aus der Lichtquellenvorrichtung 100 emittierte R-Licht von dem S-polarisierten Licht in das P-polarisierte Licht durch die Flüssigkristallplatte 58R für das R-Licht umgewandelt wird, transmittiert das in das P-polarisierte Licht umgewandelte R-Licht durch den PBS 53 und fällt auf eine wellenlängeselektive Phasenplatte 55. Die wellenlängenselektive Phasenplatte 55 hat eine Eigenschaft, dass sie dem B-Licht keine Phasendifferenz gibt und dem R-Licht eine Phasendifferenz gibt, die einer halben Wellenlänge entspricht. Deswegen fällt das R-Licht, das durch die wellenlängenselektive Phasenplatte 55 geht, auf ein Kombinationsprisma 52 als das S-polarisierte Licht.If that is out of the light source device 100 emitted R light from the S polarized light into the P polarized light through the liquid crystal panel 58R For the R light, the R light converted to the P polarized light transmits through the PBS 53 and falls on a wavelength-selective phase plate 55 , The wavelength-selective phase plate 55 has a property that it gives the B-light no phase difference and gives the R-light a phase difference which corresponds to half a wavelength. Therefore, the R light passes through the wavelength-selective phase plate 55 go on a combination prism 52 as the S-polarized light.
Wenn das aus der Lichtquellenvorrichtung 100 emittierte B-Licht von dem P-polarisierten Licht in das S-polarisierte Licht durch die Flüssigkristallplatte 58B für das B-Licht umgewandelt wird, wird das S-polarisierte Licht durch den PBS 53 reflektiert und transmittiert durch die wellenlängenselektive Phasenplatte 55. Die wellenlängenselektive Phasenplatte 55 gibt dem B-Licht keine Phasendifferenz, und dadurch fällt das B-Licht mit dem S-polarisierten Licht auf das Kombinationsprisma 52.If that is out of the light source device 100 emitted B light from the P polarized light into the S polarized light through the liquid crystal panel 58B for the B light, the S-polarized light is transmitted through the PBS 53 reflected and transmitted through the wavelength-selective phase plate 55 , The wavelength-selective phase plate 55 does not give phase difference to the B light, and thereby the B light with the S polarized light is incident on the combination prism 52 ,
Wenn das aus der Lichtquellenvorrichtung 100 emittierte Licht von dem S-polarisierten Licht in das P-polarisierte Licht durch die Flüssigkristallplatte 58G für das G-Licht umgewandelt wird, geht das P-polarisierte Licht durch den PBS 51 und fällt auf ein Dummy-Glas 57, das konfiguriert ist, eine optische Pfadlänge anzupassen. Das durch das Dummy-Glas 57 gehende G-Licht fällt auf das Kombinationsprisma 52.If that is out of the light source device 100 emitted light from the S-polarized light into the P-polarized light through the liquid crystal panel 58G for the G-light, the P-polarized light passes through the PBS 51 and falls on a dummy glass 57 configured to adjust an optical path length. That through the dummy glass 57 walking G-light falls on the combination prism 52 ,
Das G-Licht transmittiert durch das Kombinationsprisma 52, und das B-Licht und das R-Licht werden durch das Kombinationsprisma 52 reflektiert, sodass sie zu der Projektionslinse 400 geführt werden, weil das Kombinationsprisma 52 eine Eigenschaft hat, dass es das P-polarisierte Licht transmittiert und das S-polarisierte Licht reflektiert, wenn die oben beschriebene Modulation durchgeführt wird. Folglich kann ein Farbbild auf dem Schirm 500 über die Projektionslinse 400 projiziert werden.The G light transmits through the combination prism 52 , and the B-light and the R-light are transmitted through the combination prism 52 reflected so that they are to the projection lens 400 be guided because the combination prism 52 has a property that it transmits the P-polarized light and reflects the S-polarized light when the above-described modulation is performed. Consequently, a color image on the screen 500 over the projection lens 400 be projected.
Ein erstes beispielhaftes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird unten beschrieben. Die Struktur der Lichtquellenvorrichtung, die an der optischen Vorrichtung gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung montiert ist, wird mit Bezug auf 2A bis 5 beschrieben.A first exemplary embodiment according to the present invention will be described below. The structure of the light source device mounted on the optical device according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG 2A to 5 described.
2A und 2B sind Diagramme, die die Struktur der Lichtquellenvorrichtung illustrieren, die an der optischen Vorrichtung gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel montiert ist. 2A ist ein Projektionsdiagramm auf den YZ-Querschnitt, und 2B ist ein Projektionsdiagramm auf den XZ-Querschnitt. 2A and 2 B 10 are diagrams illustrating the structure of the light source device mounted on the optical device according to the present exemplary embodiment. 2A is a projection diagram on the YZ cross section, and 2 B is a projection diagram on the XZ cross section.
In 2A bis 5 wird die Richtung parallel zu der optischen Achse einer Konkavlinse 5 (die unten beschrieben wird) als eine Y-Richtung bezeichnet, die Richtung senkrecht zu der Y-Achse und parallel zu den langen Seiten der reflektierenden Oberflächen der planaren Spiegel 4 (die unten beschrieben werden) wird als eine X-Richtung bezeichnet, und die Richtung senkrecht zu der Y-Achsenrichtung und der X-Achsenrichtung wird als eine Z-Achsenrichtung bezeichnet.In 2A to 5 the direction becomes parallel to the optical axis of a concave lens 5 (to be described below) as a Y-direction, the direction perpendicular to the Y-axis and parallel to the long sides of the reflecting surfaces of the planar mirrors 4 (which will be described below) is referred to as an X-direction, and the direction perpendicular to the Y-axis direction and the X-axis direction is referred to as a Z-axis direction.
Die optische Vorrichtung 10 enthält eine Vielzahl von paraboloiden Spiegeln (reflektierenden Oberflächen) 3. Die optische Einrichtung 10 enthält ferner die konkave Linse (Linseneinheit) 5 und eine Spiegeleinheit 40.The optical device 10 contains a multitude of paraboloidal mirrors (reflecting surfaces) 3 , The optical device 10 also contains the concave lens (lens unit) 5 and a mirror unit 40 ,
Die Lichtquellenvorrichtung 100 enthält die Vielzahl von LDs 1 und die Kollimatorlinsen 2 zusätzlich zu der optischen Vorrichtung 10, die oben beschrieben wurde, und ist so konfiguriert, dass sie einen komprimierten parallelen Lichtfluss aus der konkaven Linse 5 emittiert. In dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel wird die Vielzahl von paraboloiden Spiegeln 3 kollektiv als eine Paraboloidspiegelanordnung (optische Einheit) 30 bezeichnet und die planaren Spiegel 4 werden kollektiv als eine Spiegeleinheit 40 bezeichnet. Ein Prisma mit einer Vielzahl von reflektierenden Oberflächen kann anstelle der Spiegeleinheit 40 angewendet werden. Das Prisma ist konfiguriert, einen Lichtfluss, der aus der Paraboloidspiegelanordnung 30 transmittiert wird, zu der konkaven Linse 5 wie in der Spiegeleinheit 40 zu leiten.The light source device 100 contains the multitude of LDs 1 and the collimator lenses 2 in addition to the optical device 10 described above, and is configured to provide a compressed parallel flux of light from the concave lens 5 emitted. In the present exemplary embodiment, the plurality of paraboloidal mirrors 3 collectively as a paraboloid mirror assembly (optical unit) 30 and the planar mirrors 4 become collectively as a mirror unit 40 designated. A prism with a variety of reflective surfaces may be used instead of the mirror unit 40 be applied. The prism is configured to have a light flux coming out of the paraboloid mirror assembly 30 is transmitted to the concave lens 5 as in the mirror unit 40 to lead.
Eine Weise, in der Lichtflüsse von den LDs 1 sich hin zu der Paraboloidspiegelanordnung 30 über die Kollimatorlinsen 2 ausbreiten, wird zunächst beschrieben.A way in which light flows from the LDs 1 towards the paraboloid mirror assembly 30 over the collimator lenses 2 will first be described.
Wie oben beschrieben, würde das ausschließliche Bereitstellen der LDs 1 die Größe des nachfolgenden optischen Elements vergrößern, weil die aus den LDs 1 austretenden Lichtflüsse divergente Lichtflüsse sind. Deswegen sind die Kollimatorlinsen 2 so bereitgestellt, dass die Lichtflüsse, die aus den LDs 1 austreten, sofort auf die Kollimatorlinsen 2 treffen. Entsprechend werden die divergenten Lichtflüsse, die von den LDs 1 emittiert werden, durch die Kollimatorlinsen 2 in parallele Lichtflüsse umgewandelt, und dadurch wird ein Anwachsen in einer Größe des optischen Elements verhindert.As described above, the exclusive provision of the LDs 1 increase the size of the subsequent optical element, because of the LDs 1 exiting light fluxes are divergent light fluxes. That's why the collimator lenses 2 so provided that the light fluxes coming out of the LDs 1 emerge, immediately on the collimator lenses 2 to meet. Accordingly, the divergent light fluxes emitted by the LDs 1 emitted by the collimator lenses 2 is converted into parallel light fluxes, and thereby an increase in size of the optical element is prevented.
Der Lichtfluss von den Kollimatorlinsen 2 muss nicht vollständig parallel sein und kann ein wenig divergent oder ein wenig konvergent innerhalb eines Bereichs sein, der für den Betrieb der Vorrichtung verwendbar ist.The flow of light from the collimator lenses 2 does not have to be completely parallel and may be somewhat divergent or somewhat convergent within a range suitable for the operation of the device.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, wie in 2A und 2B illustriert, zwei Gruppen von LDs, die jeweils 24 LDs insgesamt enthalten (sechs Zeilen in der X-Achsenrichtung und vier Spalten in der Z-Achsenrichtung), symmetrisch um die Konkavlinse 5 bereitgestellt. Die Anzahl der LDs 1 ist 48.In the present embodiment, as in FIG 2A and 2 B illustrated, two groups of LDs each containing 24 LDs in total (six rows in the X-axis direction and four columns in the Z-axis direction) symmetrically about the concave lens 5 provided. The number of LDs 1 is 48.
Das Folgende beschreibt, wie der Lichtfluss, der aus den Kollimatorlinsen 2 austritt, sich hin zu den planaren Spiegeln 4 über die Paraboloidspiegelanordnung en 30 ausbreitet.The following describes how the light flux coming out of the collimator lenses 2 exit, towards the planar mirrors 4 about the paraboloid mirror arrangement 30 spreads.
3A, 3B und 3C sind Diagramme, die die Funktion der Paraboloidspiegelanordnung 30 illustrieren. 3A ist ein Projektionsdiagramm auf den YZ-Querschnitt, 3B ist ein Projektionsdiagramm auf den XZ-Querschnitt, und 3C ist ein Projektionsdiagramm auf den XY-Querschnitt. 3A . 3B and 3C are diagrams showing the function of paraboloidal mirror assembly 30 illustrate. 3A is a projection diagram on the YZ cross section, 3B is a projection diagram on the XZ cross section, and 3C is a projection diagram on the XY cross section.
In 3A, 3B und 3C sind die oben beschriebene Spiegeleinheit 40 und die Konkavlinse 5 weggelassen, um die Funktion der Paraboloidspiegelanordnung 30 zu erklären. In 3A, 3B und 3C ist nur eine der zwei Paraboloidspiegelanordnung en 30 illustriert.In 3A . 3B and 3C are the mirror unit described above 40 and the concave lens 5 omitted the function of paraboloidal mirror assembly 30 to explain. In 3A . 3B and 3C is just one of the two paraboloid mirror assemblies 30 illustrated.
Wie in 3A illustriert, kann gesehen werden, dass die Paraboloidspiegelanordnung 30 parallele Lichtflüsse, die von der Vielzahl von Kollimatorlinsen 2 kommen, in konvergente Lichtflüsse umwandelt, und die konvergenten Lichtflüsse von der Paraboloidspiegelanordnung 30 auf einen Brennpunkt F kondensieren.As in 3A illustrated, it can be seen that the paraboloidal mirror assembly 30 parallel light fluxes coming from the multitude of collimator lenses 2 coming into convergent light fluxes, and the convergent light fluxes from the paraboloidal mirror array 30 to condense on a focal point F.
Genauer wandelt die Vielzahl von paraboloiden Spiegeln 30 die parallelen Lichtflüsse von den LDs 1 in die konvergenten Lichtflüsse und reflektiert die parallelen Lichtflüsse, die aus den LDs 1 emittiert werden, sodass der Abstand zwischen jedem der konvergenten Lichtflüsse kleiner wird, wenn sie sich von den paraboloiden Spiegeln 3 ausbreiten.More precisely, the multitude of paraboloidal mirrors is changing 30 the parallel light fluxes from the LDs 1 into the convergent light fluxes and reflects the parallel fluxes that emanate from the LDs 1 so that the distance between each of the convergent light fluxes becomes smaller as they move away from the paraboloidal mirrors 3 spread.
Mit anderen Worten breiten sich Zentrallichtstrahlen der aus den LDs 1 emittierten Lichtflüsse aus, während ihre gegenseitigen Abstände hin zu der Konkavlinse 5 über die paraboloiden Spiegel 3 abnehmen.In other words, central light rays propagate from the LDs 1 emitted light fluxes while their mutual distances toward the concave lens 5 about the paraboloidal mirror 3 lose weight.
Mit anderen Worten breitet sich eine Vielzahl der Lichtstrahlen aus, die jeweils durch die optische Achse der entsprechenden Kollimatorlinse gehen, während sie ihre gegenseitigen Abstände hin zu der Konkavlinse über die paraboloiden Spiegel 3 reduzieren.In other words, a plurality of the light rays propagate through the optical axis of the corresponding collimator lens, respectively, while passing their mutual distances toward the concave lens via the paraboloidal mirrors 3 to reduce.
Wie in 3A illustriert, ist es wünschenswert, dass die Paraboloidspiegelanordnung 30 so konfiguriert ist, dass der Brennpunkt F, an dem die Lichtflüsse, die aus den paraboloiden Spiegeln 3 austreten, konvergieren, mit Bezug auf die Paraboloidspiegelanordnung 30 (in der positiven Y-Richtung) gegenüber den LDs 1 und den Kollimatorlinsen 2 positioniert ist. Dadurch können die Lichtflüsse aus den paraboloiden Spiegeln 3 dünner als in einem Fall gemacht werden, in dem der Brennpunkt F auf derselben Seite wie die LDs 1 und die Kollimatorlinsen 2 mit Bezug auf die Paraboloidspiegelanordnung 3 (in der negativen Y-Richtung) positioniert ist. Mit anderen Worten kann der Querschnitt des konvergenten Lichtflusses, der aus den paraboloiden Spiegeln 3 austritt, viel kleiner gemacht werden. Folglich kann der Lichtfluss aus der konkaven Linse 5 dünner sein und das nachfolgende optische System kann weiter verkleinert werden.As in 3A illustrated, it is desirable that the paraboloid mirror assembly 30 is configured so that the focal point F, at which the light fluxes, from the paraboloidal mirrors 3 exit, converge, with respect to the paraboloidal mirror assembly 30 (in the positive Y direction) against the LDs 1 and the collimator lenses 2 is positioned. This allows the light fluxes from the paraboloidal mirrors 3 are made thinner than in a case where the focal point F is on the same side as the LDs 1 and the collimator lenses 2 with respect to the paraboloid mirror assembly 3 (in the negative Y direction) is positioned. In other words, the cross section of the convergent light flux coming from the paraboloidal mirrors 3 exit, be made much smaller. Consequently, the light flux from the concave lens 5 be thinner and the subsequent optical system can be further reduced.
Mit anderen Worten ist der paraboloide Spiegel 3 so konfiguriert, dass ein Winkel, der zwischen einer senkrechten Linie, bei der ein Hauptlichtstrahl des Lichtflusses aus einer Lichtquelle den paraboloiden Spiegel kreuzt, und dem Hauptstrahl gebildet ist, 45 Grad oder größer ist. Mit anderen Worten ist die Paraboloidspiegelanordnung 30 so konfiguriert, dass ein Winkel, der zwischen der Zentrallinie eines Kreiskegels, der von den konvergenten Lichtflüssen aus den paraboloiden Spiegeln 3 umschrieben wird, und dem Lichtstrahl 90 Grad oder größer ist.In other words, the paraboloidal mirror 3 is configured so that an angle formed between a vertical line where a main light beam of light flux from a light source crosses the paraboloidal mirror and the main beam is 45 degrees or larger. In other words, the paraboloid mirror assembly 30 configured to have an angle that is between the centerline of a circular cone, which mirrors the convergent light fluxes from the paraboloidal mirrors 3 is circumscribed, and the light beam is 90 degrees or greater.
Nicht alle die paraboloiden Spiegel 3 müssen so wie oben beschrieben konfiguriert sein. Es kann auch nur einer der paraboloiden Spiegel 3 in der oben beschriebenen Weise konfiguriert sein. Es ist mehr wünschenswert, dass mehr als eine Hälfte der paraboloiden Spiegel 3 in der oben beschriebenen Weise konfiguriert sind. Das heißt, es ist wünschenswert, dass zumindest einer der paraboloiden Spiegel 3 so konfiguriert werden kann, dass ein Lichtfluss von diesem paraboloiden Spiegel 3 näher an die optische Achsenrichtung der konkaven Linse 5 kommt, wenn der Lichtfluss sich weg von dem paraboloiden Spiegel 3 ausbreitet.Not all the paraboloidal mirror 3 must be configured as described above. It may also be just one of the paraboloidal mirrors 3 be configured in the manner described above. It is more desirable that more than one half of the paraboloidal mirror 3 are configured in the manner described above. That is, it is desirable that at least one of the paraboloidal mirrors 3 can be configured to allow a flow of light from this paraboloidal mirror 3 closer to the optical axis direction of the concave lens 5 comes when the flow of light moves away from the paraboloidal mirror 3 spreads.
Während die paraboloiden Spiegel 3 einen Brennpunkt F haben, der den paraboloiden Oberflächen gemeinsam ist, ist jeder der paraboloiden Spiegel 3 an einer jeweils anderen Position angeordnet. Als ein Ergebnis sind die paraboloiden Spiegel 3 in ihren Formen unterschiedlich zueinander. Mit den unterschiedlichen Formen können die aus der Vielzahl von paraboloiden Spiegeln 3 austretende Lichtflüsse auf den Brennpunkt F kondensiert werden.While the paraboloidal mirror 3 have a focal point F, which is common to the paraboloidal surfaces, is any of the paraboloidal mirror 3 arranged at a respective other position. As a result, the paraboloidal mirror 3 in their forms different from each other. With the different shapes, those from the multitude of paraboloidal mirrors 3 emerging light fluxes to the focal point F are condensed.
Genauer vergleiche man, wie in 3A illustriert, von den paraboloiden Spiegeln 3 in dem YZ-Querschnitt eine Form eines paraboloiden Spiegels 3a, der am nächsten zu der optischen Achse der Konkavenlinse 5 ist, mit der eines paraboloiden Spiegels 3b, der am weitesten von der optischen Achse der Konkavenlinse 5 ist. Aus dem Vergleich der beiden Formen kann gesehen werden, dass eine paraboloide Scheitelposition und ein paraxialer Krümmungsradius voneinander verschieden sind.More exactly compare, as in 3A illustrated, from the paraboloidal mirror 3 in the YZ cross section, a shape of a paraboloidal mirror 3a closest to the optical axis of the concave lens 5 is, with that of a paraboloidal mirror 3b farthest from the optical axis of the concave lens 5 is. From the comparison of the two forms, it can be seen that a paraboloidal vertex position and a paraxial radius of curvature are different from each other.
Das heißt, die Scheitelpositionen der paraboloiden Spiegel 3a und 3b sind verschieden voneinander, aber die Brennpunkte davon sind gemeinsam, das heißt der Brennpunkt F.That is, the vertex positions of the paraboloidal mirror 3a and 3b are different from each other, but the focal points thereof are common, that is, the focal point F.
Der paraboloide Spiegel 3a und paraboloide Spiegel 3b sind an jeweils unterschiedlichen Positionen in dem YZ-Querschnitt bereitgestellt. Jedoch sind die Brennweiten der paraboloiden Spiegel 3a und 3b voneinander verschieden, sodass die paraboloiden Spiegel 3a und 3b den gemeinsamen Brennpunkt F haben.The paraboloidal mirror 3a and paraboloidal mirror 3b are provided at respective different positions in the YZ cross section. However, the focal lengths are the paraboloidal mirror 3a and 3b different from each other, so the paraboloidal mirror 3a and 3b have the common focus F.
Genauer ist die Paraboloidspiegelanordnung 30 so konfiguriert, dass, je weiter der paraboloide Spiegel 3 von der optischen Achse der konkaven Linse weg ist, desto länger wird die Brennweite.More precisely, the paraboloid mirror arrangement 30 configured so that, the farther the paraboloid mirror 3 away from the optical axis of the concave lens, the longer the focal length becomes.
Wenn alle paraboloiden Spiegel 3 jeweils einen Teil einer identischen paraboloiden Form bilden, würde es schwierig, die konvergenten Lichtflüsse, die aus den paraboloiden Spiegeln 3 transmittiert werden, auf einen Punkt zu konvergieren.If all paraboloidal mirror 3 each forming part of an identical paraboloidal shape, it would be difficult to detect the convergent light fluxes coming from the paraboloidal mirrors 3 be transmitted to converge to a point.
Ferner würde ein kontinuierlich geformtes Paraboloid gebildet, wenn alle paraboloiden Spiegel 3 jeweils einen Teil einer identischen paraboloiden Form bilden würden, wenn die Positionen der Vielzahl von paraboloiden Spiegeln 3 in solch einer Weise angepasst würden, dass sie die paraboloiden Spiegel 3 verbinden, um die konvergenten Lichtflüsse, die aus den paraboloiden Spiegeln 3 transmittiert werden, auf einen Punkt zu kondensieren. Mit solch einer Struktur kann eine Größe der Paraboloidspiegelanordnung 30 verglichen mit der Struktur gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel wachsen.Furthermore, a continuously shaped paraboloid would be formed if all paraboloidal mirrors 3 each would form part of an identical paraboloidal shape when the positions of the plurality of paraboloidal mirrors 3 would be adjusted in such a way that they are the paraboloidal mirror 3 connect to the convergent light fluxes that emanate from the paraboloidal mirrors 3 be transmitted to condense to a point. With such a structure, a size of the paraboloid mirror assembly can be 30 grow compared with the structure according to the present exemplary embodiment.
Wenn die Paraboloidspiegelanordnung 30 in ihrer Größe wächst, wird der Lichtfluss aus der Paraboloidspiegelanordnung 30 dicker, und dadurch würden auch die Spiegeleinheit 40 und die Konkavlinse 5 in ihren Größen wachsen.When the paraboloid mirror assembly 30 grows in size, the light flux from the paraboloid mirror assembly 30 thicker, and that would also make the mirror unit 40 and the concave lens 5 grow in their sizes.
Man nehme an, dass eine Struktur, in der ein kontinuierlich geformter paraboloider Spiegel angewendet wird, angewendet wird, ohne dass die Größe der Spiegeleinheit und der Konkavlinse wachsen. In solch einer Struktur, muss, wenn paraboloide Spiegel symmetrisch mit Bezug auf die optische Achse der konkaven Linse wie in dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel bereitgestellt sind, der Abstand zwischen den rechten und linken paraboloiden Spiegeln größer sein als in der Struktur gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel. Entsprechend würde die ganze Lichtquellenvorrichtung in ihrer Größe wachsen.It is believed that a structure in which a continuously shaped paraboloidal mirror is used is applied without increasing the size of the mirror unit and the concave lens. In such a structure, when paraboloidal mirrors are provided symmetrically with respect to the optical axis of the concave lens as in the present exemplary embodiment, the distance between the right and left paraboloidal mirrors must be larger than in the structure according to the present exemplary embodiment. Accordingly, the whole light source device would grow in size.
Wenn nur ein paraboloider Spiegel verwendet würde, müssten die Spiegeleinheit und die konkave Linse weiter weg von dem paraboloiden Spiegel als in der Struktur gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel bereitgestellt werden. Dadurch würde die ganze Lichtquellenvorrichtung in ihrer Größe in solch einem Fall wachsen.If only one paraboloidal mirror were used, the mirror unit and the concave lens would have to be provided farther away from the paraboloidal mirror than in the structure according to the present exemplary embodiment. Thereby, the whole light source device would grow in size in such a case.
Das heißt, in der Struktur gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel, in der die paraboloiden Spiegel 3 jeweils einen Teil einer verschiedenen paraboloiden Form bilden, sind die paraboloiden Spiegel 3 weiter von der konkaven Linse 5 getrennt, je weiter ihre Brennweiten sind. Deswegen kann ein Anwachsen der Vorrichtungsgröße verhindert werden.That is, in the structure according to the present exemplary embodiment, in which the paraboloidal mirror 3 each forming part of a different paraboloidal shape are the paraboloidal mirror 3 further from the concave lens 5 separated, the farther their focal lengths are. Therefore, an increase in the device size can be prevented.
Die Tatsache, dass die paraboloiden Spiegel 3 voneinander in ihren Formen verschieden sind, zeigt an, dass die paraboloiden Spiegel 3 untereinander verschiedene Brennweiten haben.The fact that the paraboloidal mirror 3 are different from each other in their forms, indicates that the paraboloidal mirror 3 have different focal lengths among each other.
Ferner gibt die Tatsache, dass die paraboloiden Spiegel 3, je weiter sie von der konkaven Linse 5 getrennt sind, desto längere Brennweiten haben, an, dass paraboloide Spiegel, die näher an den LDs 1 sind, größere Brennweiten haben.Further, there is the fact that the paraboloidal mirror 3 the further you get from the concave lens 5 are separated, the longer focal lengths have, that paraboloid mirror, which is closer to the LDs 1 are, have longer focal lengths.
Die Tatsache, dass paraboloide Spiegel 3 weiter weg von der Konkavlinse 5 sind, gibt an, dass die optischen Pfadlängen von den paraboloiden Spiegeln 3 zu der Konkavlinse länger sind oder dass die paraboloiden Spiegel 3 entfernter von der Konkavlinse 5 positioniert sind, oder beides.The fact that paraboloidal mirror 3 further away from the concave lens 5 are, indicates that the optical path lengths of the paraboloidal mirrors 3 to the concave lens are longer or that the paraboloidal mirror 3 farther from the concave lens 5 are positioned, or both.
Ferner kann mit der Paraboloidspiegelanordnung 30 gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von konvergenten Lichtflüssen aus den paraboloiden Spiegeln 3 auf einen Punkt kondensiert werden, und deswegen kann eine Parallelität von den Lichtflüssen, die den fluoreszierenden Körper verlassen, erhöht werden.Furthermore, with the Paraboloidspiegelanordnung 30 According to the present exemplary embodiment, a plurality of convergent light fluxes from the paraboloidal mirrors 3 can be condensed to a point, and therefore a parallelism of the light fluxes leaving the fluorescent body can be increased.
Eine Oberfläche, die die optische Achse der konkaven Linse 5 enthält und parallel zu der langen Seite der Spiegeleinheit 40 ist, wird als ein erster Querschnitt bezeichnet, und eine Oberfläche senkrecht zu dem ersten Querschnitt, und die die optische Achse der konkaven Linse enthält, wird als ein zweiter Querschnitt bezeichnet. Von den paraboloiden Spiegeln 3 sind paraboloide Spiegel 3 (reflektierende Oberflächen), die symmetrisch mit Bezug auf den ersten Querschnitt oder den zweiten Querschnitt bereitgestellt sind ein Teil einer identischen paraboloiden Form. Entsprechend dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der erste Querschnitt der XY-Querschnitt und der zweite Querschnitt ist der YZ-Querschnitt.A surface representing the optical axis of the concave lens 5 contains and parallel to the long side of the mirror unit 40 is, is considered a first Cross section designated, and a surface perpendicular to the first cross section, and containing the optical axis of the concave lens is referred to as a second cross section. From the paraboloidal mirrors 3 are paraboloidal mirrors 3 (Reflective surfaces) provided symmetrically with respect to the first cross section or the second cross section are part of an identical paraboloidal shape. According to the present exemplary embodiment, the first cross section is the XY cross section and the second cross section is the YZ cross section.
Mit anderen Worten bilden paraboloide Spiegel 3, die mit dem gleichen Abstand von der optischen Achse der konkaven Linse 5 in dem XZ-Querschnitt positioniert sind, einen Teil derselben paraboloiden Form. Mit der Struktur der Paraboloidspiegelanordnung 30 kann die Vielzahl von konvergenten Lichtflüssen aus der Paraboloidspiegelanordnung 30 auf einen Punkt kondensiert werden, selbst wenn die Paraboloidspiegelanordnung en 30 symmetrisch mit Bezug auf die optische Achse der konkaven Linse 5 angeordnet sind, wie in 2A illustriert.In other words, paraboloidal mirrors form 3 at the same distance from the optical axis of the concave lens 5 are positioned in the XZ cross-section, part of the same paraboloidal shape. With the structure of the paraboloid mirror assembly 30 may be the plurality of convergent light fluxes from the paraboloidal mirror array 30 condensed to a point, even if the paraboloid mirror arrangement 30 symmetrical with respect to the optical axis of the concave lens 5 are arranged as in 2A illustrated.
Wie in 4 illustriert, ist die Paraboloidspiegelanordnung 30 als ein optisches Element konfiguriert. Genauer ist die Vielzahl von paraboloiden Spiegeln 3 diskontinuierlich auf einem Basisbauteil 6 bereitgestellt. Mit anderen Worten sind die paraboloiden Spiegel 3 auf dem Basisbauteil 6 getrennt voneinander mit einem vorbestimmten Abstand bereitgestellt. Der Abstand zwischen jedem der paraboloiden Spiegel 3 wird an dem Abstand zwischen den angeordneten LDs 1 ausgerichtet.As in 4 Illustrated is the paraboloidal mirror assembly 30 configured as an optical element. More precise is the multitude of paraboloidal mirrors 3 discontinuously on a base component 6 provided. In other words, the paraboloidal mirror 3 on the base component 6 provided separately from each other at a predetermined distance. The distance between each of the paraboloidal mirrors 3 is at the distance between the arranged LDs 1 aligned.
Die Paraboloidspiegelanordnung 30 als das optische Element, das in 4 illustriert ist, kann durch Gießen eines Glasmaterials, oder durch Schneiden oder Gießen einer Metallkomponente gebildet werden.The paraboloid mirror arrangement 30 as the optical element that is in 4 can be formed by casting a glass material, or by cutting or casting a metal component.
Wenn die paraboloiden Spiegel 3 jeweils ein Teil einer verschiedenen paraboloiden Form bilden, können die paraboloiden Spiegel 3 diskontinuierlich gebildet werden, wie in 4 illustriert.When the paraboloidal mirror 3 each forming part of a different paraboloidal shape, the paraboloidal mirror may 3 be formed discontinuously, as in 4 illustrated.
Wenn die Paraboloidspiegelanordnung 30 durch Glasformen unter Verwendung einer Gussform hergestellt wird, ist es wünschenswert, dass die Paraboloidspiegelanordnung 30 weniger Unebenheit zeigt, um zu verhindern, dass ein Schertropfen auftritt, wenn die Paraboloidspiegelanordnung 30 von der Gussform entfernt wird. Das heißt, es ist wünschenswert, dass der Abstand zwischen dem Basisbauteil 6 und einem Endpunkt eines paraboloiden Spiegels 3 in der Y-Achsenrichtung kurz ist.When the paraboloid mirror assembly 30 is made by glass molding using a mold, it is desirable that the paraboloid mirror assembly 30 shows less unevenness to prevent a shear drop from occurring when the paraboloid mirror assembly 30 is removed from the mold. That is, it is desirable that the distance between the base member 6 and an endpoint of a paraboloidal mirror 3 in the Y-axis direction is short.
Entsprechend ist es wünschenswert, dass die Lücken zwischen den paraboloiden Spiegeln 3 mit einem Glasmaterial oder einem Metallmaterial gefüllt sind, das eine glatte Kurve hat, wie z. B. eine Splinekurve, die durch die Endpunkte der paraboloiden Spiegel 3 geht. Dadurch kann die Unebenheit auf der Oberfläche der Paraboloidspiegelanordnung 30 reduziert werden, was ergibt, dass ein Schertropfen zur Zeit des Gießens, wie oben beschrieben, verhindert wird.Accordingly, it is desirable that the gaps between the paraboloidal mirrors 3 are filled with a glass material or a metal material having a smooth curve, such. B. a spline curve passing through the endpoints of the paraboloidal mirror 3 goes. This allows the unevenness on the surface of the paraboloid mirror assembly 30 are reduced, resulting in that a shear drop at the time of casting, as described above, is prevented.
Zusätzlich muss das Basisbauteil 6 nicht plattenförmig sein, sondern es kann z. B. eine gekrümmte Form haben.In addition, the base component must 6 not be plate-shaped, but it can, for. B. have a curved shape.
Anstelle der Struktur, in der das Basisbauteil 6 mit den paraboloiden Spiegeln 3 bereitgestellt ist, kann die Paraboloidspiegelanordnung eine stufenweise Form haben, die eine konstante Dicke und eine Vielzahl von reflektierenden Oberflächen hat. Solch eine Paraboloidspiegelanordnung kann z. B. durch Pressgießen einer ebenen Metallplatte gemacht werden. Zusätzlich sind die reflektierenden Oberflächen der paraboloiden Spiegel 3 beschichtet. Das Beschichtungsmaterial kann eine metallische reflektierende Schicht wie z. B. Aluminium oder Silber oder eine dielektrische Mehrlagenschicht sein. Wenn eine dielektrische Mehrlagenschicht angewendet wird, sollte die Reflektivität davon maximal bei der Wellenlänge des Lichtflusses sein, der von den LDs 1 emittiert wird, sodass die Lichtverwendungseffizienz erhöht wird.Instead of the structure in which the base component 6 with the paraboloidal mirrors 3 is provided, the paraboloidal mirror assembly may have a stepwise shape having a constant thickness and a plurality of reflective surfaces. Such a paraboloid mirror arrangement may e.g. B. be made by compression molding a flat metal plate. In addition, the reflective surfaces of the paraboloidal mirror 3 coated. The coating material may be a metallic reflective layer such as. As aluminum or silver or a dielectric multilayer coating. When a dielectric multi-layer is applied, the reflectivity thereof should be at the maximum wavelength of the light flux coming from the LDs 1 is emitted, so that the light utilization efficiency is increased.
Die LDs emittieren im Allgemeinen linear-polarisiertes Licht. Wenn die Vielzahl der LDs so angeordnet ist, dass die Polarisationsrichtung des Lichtflusses von jeder der LDs parallel zu der X-Achsenrichtung ist, wird die Reflektivität auf den paraboloiden Spiegeln 3 in dem YZ-Querschnitt erhöht, und die Lichtverwendungseffizienz kann weiter erhöht werden.The LDs generally emit linear-polarized light. When the plurality of LDs are arranged so that the polarization direction of the light flux of each of the LDs is parallel to the X-axis direction, the reflectivity on the paraboloid mirrors becomes 3 in the YZ cross section, and the light utilization efficiency can be further increased.
Wie in 2A illustriert, müssen Lichtflüsse aus den LDs 1 mit einem spitzeren Winkel in dem YZ-Querschnitt als in anderen Querschnitten reflektiert werden, sodass alle die Lichtflüsse von den LDs 1, die in der Z-Achsenrichtung angeordnet sind, auf die Spiegeleinheit 40 einfallen können.As in 2A Illustrated, light fluxes from the LDs 1 are reflected at a more acute angle in the YZ cross section than in other cross sections, so that all the light fluxes from the LDs 1 which are arranged in the Z-axis direction, on the mirror unit 40 can come up.
Dazu ist es wünschenswert, dass die Vielzahl von LDs so angeordnet ist, dass die Polarisationsrichtung von Lichtflüssen aus den LDs 1 parallel zu der X-Achsenrichtung ist, um die Reflektivität auf den paraboloiden Spiegeln 3 in dem YZ-Querschnittt zu erhöhen.For this, it is desirable that the plurality of LDs be arranged so that the polarization direction of light fluxes from the LDs 1 parallel to the X-axis direction is the reflectivity on the paraboloidal mirrors 3 in the YZ cross section.
Der Einfallswinkel des Lichtflusses, der aus einer LD 1 emittiert wird und auf jeden der paraboloiden Spiegel 3 eintritt, unterscheidet sich für jeden paraboloiden Spiegel 3. Dies deswegen, weil die Paraboloidspiegelanordnung 30 so konfiguriert ist, dass der Winkel, der zwischen der optischen Achse der konkaven Linse 5 und einem paraboloiden Spiegel 3 gebildet wird, kleiner wird, wenn der Lichtfluss von weiter weg von der optischen Achse der konkaven Linse 5 auf den paraboloiden Spiegel 3 einfällt, der den Lichtfluss zu der Spiegeleinheit 40 führt.The angle of incidence of the flux of light coming from an LD 1 is emitted and on each of the paraboloidal mirror 3 occurs, differs for each paraboloidal mirror 3 , This is because the paraboloid mirror assembly 30 is configured so that the angle between the optical axis of the concave lens 5 and a paraboloidal mirror 3 becomes smaller as the light flux farther away from the optical axis of the concave lens 5 on the paraboloidal mirror 3 which introduces the flow of light to the mirror unit 40 leads.
Deswegen kann durch Anpassen der Beschichtung von jedem der paraboloiden Spiegel 3 in solch einer Weise, dass die Reflektivität davon maximal bei dem Einfallswinkel des Lichtflusses ist, der in den paraboloiden Spiegel 3 aus der LD 1 eintritt, die Lichtverwendungseffizienz weiter erhöht werden.Therefore, by adjusting the coating of each of the paraboloidal mirror 3 in such a way that the reflectivity thereof is maximally at the angle of incidence of the light flux entering the paraboloidal mirror 3 from the LD 1 occurs, the light utilization efficiency can be further increased.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Struktur beschränkt, in der die Beschichtung für jeden der paraboloiden Spiegel 3 angepasst ist. Die Beschichtung kann dieselbe für alle paraboloiden Spiegel 3 sein.The present invention is not limited to the structure in which the coating is for each of the paraboloidal mirrors 3 is adjusted. The coating can be the same for all paraboloidal mirrors 3 be.
In solch einer Struktur ist es wünschenswert, eine Beschichtung anzuwenden, die einen Bereich eines Einfallswinkels hat, bei dem die Reflektivität maximal ist, anstelle eines Anwendens der Beschichtung, bei der die Reflektivität bei einem vorbestimmten Einfallswinkel maximal ist.In such a structure, it is desirable to apply a coating having a range of an incident angle at which the reflectance is maximum, instead of applying the coating in which the reflectivity is maximum at a predetermined incident angle.
Der Einfallswinkel des aus einer LD 1 emittierten Lichtflusses, der in den jeweiligen paraboloiden Spiegel 3 eintritt, entspricht dem Winkel, der zwischen einer senkrechten Linie und einem Einfallslichtstrahl gebildet wird. Die senkrechte Linie wird dort gebildet, wo aus den Lichtflüssen, die aus der LD 1 emittiert werden, ein Lichtstrahl, der durch die optische Achse der Kollimatorlinse 2 geht, auf den paraboloiden Spiegel 3 einfällt.The angle of incidence of an LD 1 emitted light flux in the respective paraboloidal mirror 3 enters, corresponds to the angle formed between a vertical line and an incident light beam. The vertical line is formed where from the light flows coming from the LD 1 be emitted, a light beam passing through the optical axis of the collimator lens 2 go on the paraboloidal mirror 3 incident.
Der zwischen der optischen Achse der konkaven Linse 5 und einem paraboloiden Spiegel 3 gebildete Winkel kann der Winkel sein, der zwischen einer Linie, die die Endpunkte des paraboloiden Spiegels 3 verbindet, und der optischen Achse der konkaven Linse 5 gebildet wird. Ferner kann der zwischen der optischen Achse der konkaven Linse 5 und einem paraboloiden Spiegel 3 gebildete Winkel der Winkel sein, der zwischen einer tangentialen Linie und der optischen Achse der konkaven Linse 5 auf dem paraboloiden Spiegel 3 gebildet wird. Die Tangentiallinie wird dort gebildet, wo aus dem Lichtfluss von der LD 1 der Lichtstrahl, der durch die optische Achse der Kollimatorlinse 2 geht, einfällt.The between the optical axis of the concave lens 5 and a paraboloidal mirror 3 Angle formed can be the angle that exists between a line that marks the endpoints of the paraboloidal mirror 3 connects, and the optical axis of the concave lens 5 is formed. Further, between the optical axis of the concave lens 5 and a paraboloidal mirror 3 formed angle of the angle between a tangential line and the optical axis of the concave lens 5 on the paraboloidal mirror 3 is formed. The tangential line is formed where the light flux from the LD 1 the light beam passing through the optical axis of the collimator lens 2 go, come on.
Gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel emittieren alle LDs 1 blaues Licht, aber die vorliegende Erfindung ist darauf nicht beschränkt.According to the present exemplary embodiment, all the LDs emit 1 blue light, but the present invention is not limited thereto.
Zum Beispiel kann die Vielzahl der LDs 1 eine Blaulicht-LD, ein Rotlicht-LD und eine Grünlicht-LD enthalten. Ferner kann die Vielzahl der LDs 1 die Blaulicht-LD und die Rotlicht-LD enthalten.For example, the plurality of LDs 1 a blue light LD, a red light LD and a green light LD included. Furthermore, the plurality of LDs 1 include the blue light LD and the red light LD.
Wie oben beschrieben kann die Beschichtung der einzelnen paraboloiden Spiegel 3 unterschiedlich gemäß der Wellenlänge von einer LD sein, wenn die Vielzahl an LDs 1 LDs enthält, die jeweils unterschiedliche Wellenlängen haben. Ferner braucht der oben beschriebene dichroitische Spiegel 12 und der fluoreszierende Körper 13 nicht bereitgestellt zu werden, wenn die Vielzahl der LDs die Blaulicht-, Rotlicht- und Grünlicht-LDs enthält.As described above, the coating of individual paraboloidal mirrors 3 be different according to the wavelength of one LD when the plurality of LDs 1 Contains LDs that each have different wavelengths. Furthermore, the dichroic mirror described above is needed 12 and the fluorescent body 13 not to be provided when the plurality of LDs include the blue light, red light and green light LDs.
Das Folgende beschreibt, wie der Lichtfluss, der aus der Spiegeleinheit 40 austritt, sich hin zu einem nachfolgenden System über die konkave Linse 5 ausbreitet.The following describes how the flow of light coming out of the mirror unit 40 leaks toward a subsequent system via the concave lens 5 spreads.
Eine Vielzahl von konvergenten Lichtflüssen, die aus der Paraboloidspiegelanordnung 30 austritt, wird auf der Spiegeleinheit 40 reflektiert und tritt in die konkave Linse 5 ein.A variety of convergent light fluxes resulting from the paraboloidal mirror assembly 30 exit is on the mirror unit 40 reflects and enters the concave lens 5 one.
Die konkave Linse 5 ist eine Meniskuslinse mit einer negativen Brechkraft und einer konvexen Seite, auf der die Lichtflüsse von den LDs 1 einfallen.The concave lens 5 is a meniscus lens with a negative refractive power and a convex side on which the light fluxes from the LDs 1 come to mind.
Wie oben beschrieben, wird die Vielzahl von konvergenten Lichtflüssen von der Paraboloidspiegelanordnung 30 auf den gemeinsamen Brennpunkt F kondensiert, wenn keine Spiegeleinheit 40 bereitgestellt ist, wie in 3A gezeigt.As described above, the plurality of convergent light fluxes from the paraboloid mirror assembly 30 condensed to the common focus F, if no mirror unit 40 is provided as in 3A shown.
Ferner wird gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel in einem Fall, in dem der Brennpunkt der konkaven Linse F' ist, wie in 5 illustriert, die Vielzahl der konvergenten Lichtflüsse aus der Spiegeleinheit 40 auf den Brennpunkt F' kondensiert, wenn keine konkave Linse 5 existiert.Further, according to the present exemplary embodiment, in a case where the focal point of the concave lens F 'is as shown in FIG 5 illustrates the plurality of convergent light fluxes from the mirror unit 40 condensed to the focal point F 'when no concave lens 5 exist.
Genauer überlappen der Brennpunkt von jedem der paraboloiden Spiegel 3 und der Brennpunkt der konkaven Linse 5 miteinander. Mit solch einer Struktur kann die konkave Linse 5 die konvergenten Lichtflüsse, die aus der Spiegeleinheit 40 transmittiert werden, in parallele Lichtflüsse umwandeln.More specifically, the focal point of each of the paraboloidal mirrors overlap 3 and the focal point of the concave lens 5 together. With such a structure, the concave lens 5 the convergent light flux coming out of the mirror unit 40 be transmitted, convert into parallel fluxes.
Wenn die konkave Linse 5 als eine sphärische Linse konfiguriert ist, tritt eine sphärische Abberation auf. Als ein Ergebnis kann die Parallelität der Lichtflüsse aus der konkaven Linse 5 reduziert sein.When the concave lens 5 is configured as a spherical lens, a spherical aberration occurs. As a result, the parallelism of the light fluxes from the concave lens 5 be reduced.
In solch einem Fall wird durch Anpassen der Position des Brennpunkts der paraboloiden Spiegel 3 auf solch eine Weise, dass die sphärische Abberation aufgrund der konkaven Linse 5 kompensiert wird, eine Reduktion in einer Parallelität der Lichtflüsse aus der konkaven Linse 5 verhindert.In such a case, by adjusting the position of the focal point, the paraboloidal mirror becomes 3 in such a way that the spherical aberration due to the concave lens 5 is compensated, a reduction in a parallelism of the light fluxes from the concave lens 5 prevented.
Genauer ist die Paraboloidspiegelanordnung 30 so konfiguriert, dass der Winkel zwischen der optischen Achse der konkaven Linse 5 und einem paraboloiden Spiegel 3 kleiner wird, wenn ein Lichtfluss, den der paraboloide Spiegel 3 leitet, weiter weg von der optischen Achse der konkaven Linse 5 auf die Spiegeleinheit 40 einfällt. Mit anderen Worten ist in der Paraboloidspiegelanordnung 30 der Winkel, der zwischen der optischen Achse der konkaven Linse 5 und dem paraboloiden Spiegel 3 gebildet wird, umso schmaler, je weiter weg ein paraboloider Spiegel 3 von der konkaven Linse 5 ist.More precisely, the paraboloid mirror arrangement 30 configured so that the angle between the optical axis of the concave lens 5 and a paraboloidal mirror 3 gets smaller when a flow of light, the paraboloidal mirror 3 leads away from the optical axis of the concave lens 5 on the mirror unit 40 incident. In other words, in the paraboloidal mirror assembly 30 the angle between the optical axis of the concave lens 5 and the paraboloidal mirror 3 is formed, the narrower, the farther away a paraboloidal mirror 3 from the concave lens 5 is.
Solch eine Struktur verhindert die sphärische Abberation aufgrund der konkaven Linse 5, während die Vielzahl an konvergenten Lichtflüssen aus den paraboloiden Spiegeln 3 auf einen kleineren Bereich auf dem fluoreszierenden Körper kondensiert werden kann.Such a structure prevents the spherical aberration due to the concave lens 5 while the multitude of convergent light fluxes from the paraboloidal mirrors 3 can be condensed to a smaller area on the fluorescent body.
Das beispielhafte Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wurde oben beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf das beispielhafte Ausführungsbeispiel beschränkt und kann verschiedentlich innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung modifiziert und geändert werden.The exemplary embodiment according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the exemplary embodiment and can be variously modified and changed within the scope of the present invention.
[Weitere beispielhafte Ausführungsbeispiele][Further exemplary embodiments]
Das obige Ausführungsbeispiel beschreibt die Struktur, bei der der Lichtfluss aus der Paraboloidspiegelanordnung in den parallelen Lichtfluss durch die konkave Linse umgewandelt wird, d. h., die Struktur, bei der die Linseneinheit eine negative Brechkraft hat. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. In dem Fall einer optischen Vorrichtung, die eine Lichtquelleneinrichtung verkleinern kann, während eine Reduktion in einer Lichtverwendungseffizienz verhindert wird, kann z. B. eine konvexe Linse weiter in der Y-Achsenrichtung als eine Kondensationsposition der Lichtflüsse bereitgestellt werden, die aus der Spiegeleinheit 40 kommen. Das heißt, die Linseneinheit kann eine positive Brechkraft haben. In solch einer Struktur wird die konvexe Linse so bereitgestellt, dass der Brennpunkt der konvexen Linse an der Kondensationsposition der Lichtflüsse aus der Spiegeleinheit 40 lokalisiert ist.The above embodiment describes the structure in which the light flux from the paraboloid mirror array is converted into the parallel light flux through the concave lens, that is, the structure in which the lens unit has a negative refractive power. However, the present invention is not limited thereto. In the case of an optical device which can downsize a light source device while preventing a reduction in a light use efficiency, e.g. For example, a convex lens may be further provided in the Y-axis direction as a condensing position of the light fluxes out of the mirror unit 40 come. That is, the lens unit may have a positive refractive power. In such a structure, the convex lens is provided so that the focal point of the convex lens at the condensation position of the light fluxes from the mirror unit 40 is localized.
Das obige beispielhafte Ausführungsbeispiel beschreibt die Struktur, bei der die Vielzahl von paraboloiden Spiegeln 3 als reflektierende Oberflächen und als konkave Spiegel verwendet wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann eine Vielzahl von planaren Spiegeln als reflektierende Oberflächen angewendet werden, und zweite positive Linsen können zwischen den Kollimatorlinsen 2 und den ebenen Spiegeln bereitgestellt werden, um die konvergenten Lichtflüsse auf die planaren Spiegel zu leiten. Die zweiten positiven Linsen wandeln die parallelen Lichtflüsse aus den Kollimatorlinsen 2 in die konvergenten Lichtflüsse um. Mit anderen Worten sind die Lichtflüsse aus der Vielzahl von Lichtquellen nicht auf die parallelen Lichtflüsse beschränkt, und die reflektierenden Oberflächen sind nicht auf die konkaven Spiegel mit den paraboloiden Oberflächen beschränkt.The above exemplary embodiment describes the structure in which the plurality of paraboloidal mirrors 3 is used as reflecting surfaces and as concave mirrors, but the present invention is not limited thereto. For example, a variety of planar mirrors may be used as reflective surfaces, and second positive lenses may be used between the collimator lenses 2 and the planar mirrors to direct the convergent light fluxes to the planar mirrors. The second positive lenses convert the parallel fluxes of light from the collimator lenses 2 into the convergent light fluxes. In other words, the light fluxes from the plurality of light sources are not limited to the parallel light fluxes, and the reflecting surfaces are not limited to the concave mirrors having the paraboloidal surfaces.
Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die beispielhaften Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Dem Bereich der folgenden Patentansprüche soll die breiteste Interpretation zugestanden werden, sodass er alle solche Modifikationen und äquivalenten Strukturen und Funktionen umfasst.While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. The scope of the following claims is to be accorded the broadest interpretation so as to encompass all such modifications and equivalent structures and functions.
Eine optische Einheit enthält eine Vielzahl von paraboloiden Spiegeln, die konfiguriert sind, Lichtflüsse aus einer Vielzahl von LDs zu reflektieren und sie zu einer konkaven Linse zu führen. Die Lichtflüsse aus den paraboloiden Spiegeln sind eine Vielzahl von konvergenten Lichtflüssen und die paraboloiden Spiegel reflektieren die Lichtflüsse aus den LDs so, dass die Abstände dazwischen umso kürzer werden, je weiter sich die konvergenten Lichtflüsse aus den paraboloiden Spiegeln ausbreiten.An optical unit includes a plurality of paraboloidal mirrors configured to reflect light fluxes from a plurality of LDs and guide them to a concave lens. The light fluxes from the paraboloidal mirrors are a multitude of convergent light fluxes and the paraboloidal mirrors reflect the light fluxes from the LDs so that the distances between them become shorter the further the convergent light fluxes propagate out of the paraboloidal mirrors.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 2011-65770 [0005, 0006, 0008, 0009] JP 2011-65770 [0005, 0006, 0008, 0009]
